Почему количество канавок у фрезы имеет большое значение?

Понимание влияния количества канавок на другие свойства инструмента и того, как инструмент будет вести себя в различных ситуациях, является важным фактором в процессе выбора инструмента.

Основы геометрии инструмента

Как правило, фрезы с большим количеством канавок имеют больший сердечник и меньшие доли канавок, чем инструменты с меньшим количеством канавок. Большее количество канавок с более крупным сердечником может обеспечить как преимущества, так и ограничения в зависимости от применения. Проще говоря, больший стержень прямо пропорционален прочности инструмента; чем больше сердечник, тем прочнее будет инструмент. В свою очередь, больший сердечник также уменьшает глубину канавки инструмента, ограничивая пространство для удаления стружки. Это может вызвать проблемы с удалением стружки при задачах, требующих удаления большого количества материала. Однако эти соображения лишь частично ведут нас к принятию решения о том, какой инструмент и когда использовать.

Материалы для фрезерования

Традиционно концевые фрезы выпускались либо с 2-мя, либо с 4-мя зубьями. Широко распространенное эмпирическое правило заключалось в использовании двух канавок для обработки алюминия и цветных металлов и четырех канавок для обработки стали и более твердых сплавов. Поскольку алюминиевые и цветные сплавы обычно намного мягче, чем сталь, прочность инструмента вызывает меньшее беспокойство, инструмент можно подавать быстрее, а большие скорости съема материала (MRR) достигаются за счет больших впадин двузубых фрез. Черные материалы обычно намного тверже и требуют прочности более крупного сердечника. Скорость подачи ниже, что приводит к получению более мелкой стружки и позволяет использовать меньшие впадины канавок более крупного инструмента. Это также позволяет разместить на инструменте больше канавок, что, в свою очередь, увеличивает производительность.

В последнее время, с появлением более совершенных станков и траекторий обработки, инструменты с большим количеством канавок стали нормой в производстве. Инструмент для обработки цветных металлов в основном основан на инструментах с 3-мя канавками, что обеспечивает большую производительность и при этом обеспечивает надлежащую эвакуацию стружки. Фрезы для черных металлов пошли еще дальше и стали иметь не только 5 или 6 канавок, но в некоторых случаях 7 и более канавок. Благодаря более широкому диапазону твердости, иногда находящейся на самом верху шкалы твердости Роквелла (HRC), большее количество канавок обеспечивает более длительный срок службы инструмента, меньший износ инструмента, меньшие отклонения. Все это приводит к появлению более специализированных инструментов для более конкретных материалов. Конечным результатом является более высокий MRR и повышение производительности.

Рабочие параметры

Точно так же, как соображения, связанные с материалом, будут влиять на выбор инструмента, тип операции и требования к глубине резания также могут иметь большое влияние на идеальное количество канавок для ваших задач. При черновой обработке может оказаться желательным меньшее количество канавок для более быстрого удаления большого количества стружки при больших впадинах канавок. Тем не менее, необходимо найти баланс, поскольку современные траектории обработки, такие как высокоэффективное фрезерование, могут обеспечить экстремальный MRR с очень небольшим шагом и большим количеством канавок. В более традиционном смысле большее количество канавок отлично подходит для операций чистовой обработки, при которых удаляется очень небольшое количество материала, а более качественная обработка может быть достигнута с большим количеством канавок, не беспокоясь об эвакуации стружки.

Количество канавок также играет большую роль в расчете скорости и подачи. Одно общее практическое правило — «больше канавок, больше подача», но это может быть очень пагубным заблуждением. Хотя в некоторых случаях это верно, этот принцип не является бесконечно масштабируемым. Как указывалось ранее, увеличение количества канавок на инструменте ограничивает размер впадин канавок. Хотя добавление 5-й канавки к 4-зубому инструменту теоретически дает на 25% больше съема материала за оборот при соответственно увеличенной скорости подачи, гораздо более быстрая подача инструмента может привести к его перегрузке. Увеличение съема материала на 25%, скорее всего, будет ближе к 10–15%, учитывая, что по всем остальным характеристикам инструмент точно такой же. Для инструментов с большим количеством канавок в некоторых случаях может потребоваться настолько сильное увеличение скорости и подачи, что уменьшение количества канавок может оказаться более эффективным. Поиск правильного баланса является ключевым моментом в современной практике фрезерования.

HYPOWER предлагает множество различных концевых фрез по металлу, с разным количеством зубьев и канавок под различные задачи и применения. Также, есть много факторов, которые следует учитывать при поиске оптимальных инструментов для работы, но обращение к инженерам во время процесса принятия решения по выбору фрезы поможет вам принять правильное решение. HYPOWER всегда доступен, чтобы предоставить рекомендации и провести вас через весь процесс выбора инструмента.